Садовый светильник на солнечной батарее

Описывается принцип действия и приведена схема содового светильника на солнечной батарее.



Технические характеристики светильника:
- аккумулятор - 1 шт., NiMH (никель-металло-гидридный), типоразмер АА, емкость 600 мА*ч, номинальное напряжение 1,2 В, расчетное количество циклов заряд-разряд - 500 раз;
- максимальный ток заряда разряженного аккумулятора от фотоэлемента (при перпендикулярном падении солнечных лучей) - 60 мА;
-  при горизонтальном размещении фотоэлемента, т.е. при освещении солнечными лучами под углом 45...60" ток заряда около 40 мА;
-  в пасмурною погоду ток заряда снижается до 2...5 мА;
-  ток, потребляемый электронной схемой, в дневное время - 4...5 мкА;
- напряжение фотоэлемента зависит от освещенности и составляет (без нагрузки) 0...2.35 В;
-  длительность свечения светодиода в ночное время зависит от степени заряженности аккумулятора и его старения и колеблется в пределах 3...8 ч. При вводе светильника в эксплуатацию рекомендуется зарядить аккумулятор от отдельного зарядного устройства или выключить электронный блок на несколько суток, чтобы фотоэлемент максимально зарядил аккумулятор. Если это не способствует увеличению длительности ночного свечения светодиода, то аккумулятор следует заменить.
Из принципиальной схемы видно (рис.4), что фотоэлемент BL1 соединен с аккумулятором G1 через диод D1 без выключателя. Это означает, что фотоэлемент всегда будет заряжать аккумулятор при достаточном солнечном освещении.
Диод D1 препятствует разрядке аккумулятора, когда напряжение фотоэлемента ниже напряжения на аккумуляторе, когда же оно выше, диод свободно пропускает ток заряда. Выключателем SA1, вмонтированным в крышку плафона, можно отключать электронную схему, что бы она не разряжала аккумулятор, например, при хранении светильника или при необходимости длительного заряда аккумулятора.
Транзистор 02 типа S9014C (п-р-п; 45 В; 0,1 А) выполняет функцию ключа, в его базу включен фоторезистор R9 (обозначено автором), его тип не установлен, но величина сопротивления изменяется в зависимости от освещенности от 2,3 мОм до 190 Ом. При наступлении темноты сопротивление фоторезистора значительно увеличивается, потенциал на базе транзистора достигает порогового значения, транзистор Q2 открывается и запускает генератор, собранный на транзисторах Q1 (S9015С; р-п-р; 45 В; 0,1 А) и Q4 (S8050D; п-р-п; 25 В; 1,5 А). Обратною связь в генераторе выполняет конденсатор С2 (1000 пф). Форма импульсов на светодиоде показана на рис.4, частота их следования 59 кГц, а амплитуда достигает 3 В, при напряжении аккумулятора 1,2 В. Увеличения напряжения происходит за счет накопления энергии на индуктивности L1 (4,5 мкГн).
В процессе ночного разряда, напряжения на аккумуляторе уменьшается и при достижении его значения 0,7 В светодиод гаснет, хотя генератор продолжает работать, потребляя небольшой ток. Аккумулятор получает полный разряд. С наступлением рассвета фоторезистор R9, воздействуя на базы транзисторов Q2 и 04 (через резистор R7, R8), выключает работу генератора. При достаточной освещенности, когда напряжение на фотоэлементе превысит напряжение на аккумуляторе, начинается его заряд. Ток заряда аккумулятора все время меняется и зависит не только от освещенности фотоэлемента, но и от степени разряда аккумулятора. Чтобы аккумулятор получал достаточную порцию заряда, необходимо, чтобы солнечные лучи освещали фотоэлемент длительное время (рекомендуется 10... 12 ч). На практике это можно выполнить разве только в Африке. В странах СНГ много пасмурных дней, даже летом, и достаточной порции заряда аккумулятор не получит, в результате, ночью светодиод будет включен непродолжительное время (всего несколько часов). Автор считает, что мощность фотоэлемента в этом светильнике недостаточна.
Имееться печатная плата которую можно скачать ниже.
Скачать